基于matlab的SSB调制解调实现
基于matlab的SSB调制解调实现资料
长沙理工大学《通信原理》课程设计报告卢宇阳学院城南学院专业通信工程班级通信14-01 学号 201485250124 学生姓名卢宇阳指导教师吴志敏课程成绩完成日期 2017年1月12日课程设计成绩评定学院城南学院专业通信专业班级通信1401班学号 201485250124 学生姓名卢宇阳指导教师吴志敏课程成绩完成日期 2017年1月12日指导教师对学生在课程设计中的评价指导教师对课程设计的评定意见基于matlab的SSB调制解调实现学生姓名:卢宇阳指导老师:吴志敏摘要课程设计的目的是加深对《数字通信原理与技术》及《MATLAB》课程的认识,进一步熟悉M语言的各个指令语句的运用,掌握matlab的用法,利用MATLAB集成环境下的M文件,编写程序来实现SSB的调制解调,要求调制信号为10HZ,载波频率40HZ,并绘制出解调前后的时域和频域波形及叠加噪声时解调前后的时频波形,根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及信道对信号传输的影响。
关键词SSB调制解调;傅里叶变换;叠加噪声;matlab1 引言现在的社会越来越发达,科学技术不断的在更新,在信号和模拟通信的中心问题是要把载有信号经系统加工处理后,送入信道进行传送。
消息易受外来干扰的影响,为了克服以上缺点通过调制技术就可以把基带信号变为具有一定带宽适合于信道传输的频带信号。
调制的过程也就是对信号进行频谱搬移的过程,信息的加工、处理和相互传递三现代通信的基础,是通信所要解决的实质问题。
1.1 课程设计目的课程设计的内容是用matlab对SSB的调制与解调,在课程设计的时间当中,我从中学习到了关于SSB的调制与解调原理,对于通信系统的理解更加深刻了,在用matlab中我从中收获了对于matlab的熟悉使用,即使中途有不会的地方,通过查阅相关资料,也了解了对于SSB该怎么调制解调,我相信通过这次课程设计,以后对于通信的学习更加的有奔头,更加的能加以运用。
抑制载波单边带调幅(SSB)和解调的实现
抑制载波单边带调幅(SSB)和解调的实现一、设计目的和意义1、利用MATLAB实现对信号进行抑制载波单边带调幅(SSB)和解调2、有助于理解模拟线性调制中利用相移法实现单边带调幅的调制方法3、有助于理解相干解调的原理4、有助于理解和掌握低通滤波器的设计过程5、有助于理解信号的时频关系6、有助于了解信号的频谱与功率谱的关系7、通过对该题目的设计,巩固了《通信原理》和《数字信号处理》的相关知识,加深了对相关知识点的认识和理解。
二、设计原理利用已学的《通信原理》和《数字信号处理》的相关知识完成对信号进行抑制载波单边带调幅(SSB)和解调。
1、调制通过对《通信原理》这门课程的学习,已经了解到了抑制载波单边带调幅的调制方式有两种:一种是用滤波法实现;一种是利用相移法实现。
所谓滤波法就是将双边带的已调制信号经过一个滤波器实现,如果要保留下边带,则让信号通过一个低通滤波器,如果要保留上边带则让信号通过一个高通滤波器。
滤波法原理图如图1所示。
图1 单边带信号的滤波法形成但是理想滤波特性是不可能做到的,实际滤波器从通带到阻带总有一个过渡带。
如果要把信号调制到很高的频率则需要进行多级调制才能满足指标,增加了调制设备的复杂性和成本;另外,如果调制信号中有直流及低频分量,则必须使用过渡带为零的理想滤波器才能将上、下边带分割开来,而这是不可能用滤波法实现的。
另外一种调制方法——相移法——实现对信号的调制。
由于这是单频调制,设单频调制信号为()cos m m f t A t ω= (1)载波为()cos c C t t ω= (2)则双边带信号的时间波形为()cos cos DSB m m c S t A t t ωω=0.5cos()0.5cos()m m c m m c A t A t ωωωω=++-保留上边带的单边带调制信号为 ()0.5cos()USB m m c S t A t ωω=+0.5(cos cos sin sin )m m c m c A t t t t ωωωω=- (3)同理可得保留下边带的单边带调制信号为()0.5cos()LSB m m c S t A t ωω=-0.5(cos cos sin sin )m m c m c A t t t t ωωωω=+ (4)式(3)、(4)中第一项与调制信号和载波的成绩成正比,称为同相分量;而第二项乘积中则包含调制信号与载波信号分别相移-π/2的结果,称为正交分量。
SSB
MATLAB中用M文件实现SSB解调学生姓名:彭文敏指导老师:吴志敏摘要本设计主要是利用MATLAB集成环境下的M文件,编写程序来实现SSB解调,并绘制出解调前后的时域和频域波形,再进一步绘制出对SSB信号叠加噪声进行解调后的时域和频域波形,根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及噪声对信号解调的影响。
在课程设计中,系统开发平台为Windows Vista,使用工具软件为MATLAB 7.1。
在该平台运行程序完成了对SSB信号的解调以及对叠加噪声后解调结果的观察。
通过该课程设计,达到了实现SSB信号解调的目的。
关键词SSB;解调;MATLAB 7.1;噪声1 引言本课程设计用于实现SSB信号的解调过程。
信号的调制与解调在通信系统中具有重要的作用。
解调是调制的逆过程,即是将已调制的信号还原成原始基带信号的过程。
信号的接收端就是通过解调来还原已调制信号从而读取发送端发送的信息。
因此信号的解调对系统的传输有效性和传输可靠性有着很大的影响。
调制与解调方式往往决定了一个通信系统的性能。
单边带SSB信号的解调采用相干解调法,这种方式被广泛应用在载波通信和短波无线电话通信中。
1.1课程设计目的本课程设计是实现SSB的解调。
在此次课程设计中,我将通过多方搜集资料与分析,来理解SSB解调的具体过程和它在MATLAB中的实现方法。
预期通过这个阶段的研习,更清晰地认识SSB的解调原理,同时加深对MATLAB这款通信仿真软件操作的熟练度,并在使用中去感受MATLAB的应用方式与特色。
利用自主的设计过程来锻炼自己独立思考,分析和解决问题的能力,为我今后的自主学习研究提供具有实用性的经验。
1.2课程设计要求(1)熟悉MATLAB中M文件的使用方法,掌握SSB信号的解调原理,以此为基础用M文件编程实现SSB信号的解调。
(2)绘制出SSB信号解调前后在时域和频域中的波形,观察两者在解调前后的变化,通过对分析结果来加强对SSB信号解调原理的理解。
抑制载波单边带调幅(SSB)和解调的实现
抑制载波单边带调幅(SSB)和解调的实现一、设计目的和意义1、利用MATLAB实现对信号进行抑制载波单边带调幅(SSB)和解调2、有助于理解模拟线性调制中利用相移法实现单边带调幅的调制方法3、有助于理解相干解调的原理4、有助于理解和掌握低通滤波器的设计过程5、有助于理解信号的时频关系6、有助于了解信号的频谱与功率谱的关系7、通过对该题目的设计,巩固了《通信原理》和《数字信号处理》的相关知识,加深了对相关知识点的认识和理解。
二、设计原理利用已学的《通信原理》和《数字信号处理》的相关知识完成对信号进行抑制载波单边带调幅(SSB)和解调。
1、调制通过对《通信原理》这门课程的学习,已经了解到了抑制载波单边带调幅的调制方式有两种:一种是用滤波法实现;一种是利用相移法实现。
所谓滤波法就是将双边带的已调制信号经过一个滤波器实现,如果要保留下边带,则让信号通过一个低通滤波器,如果要保留上边带则让信号通过一个高通滤波器。
滤波法原理图如图1所示。
图1 单边带信号的滤波法形成但是理想滤波特性是不可能做到的,实际滤波器从通带到阻带总有一个过渡带。
如果要把信号调制到很高的频率则需要进行多级调制才能满足指标,增加了调制设备的复杂性和成本;另外,如果调制信号中有直流及低频分量,则必须使用过渡带为零的理想滤波器才能将上、下边带分割开来,而这是不可能用滤波法实现的。
另外一种调制方法——相移法——实现对信号的调制。
由于这是单频调制,设单频调制信号为()cos m m f t A t ω= (1)载波为()cos c C t t ω= (2)则双边带信号的时间波形为()cos cos DSB m m c S t A t t ωω=0.5cos()0.5cos()m m c m m c A t A t ωωωω=++-保留上边带的单边带调制信号为 ()0.5cos()USB m m c S t A t ωω=+0.5(cos cos sin sin )m m c m c A t t t t ωωωω=- (3)同理可得保留下边带的单边带调制信号为()0.5cos()LSB m m c S t A t ωω=-0.5(cos cos sin sin )m m c m c A t t t t ωωωω=+ (4)式(3)、(4)中第一项与调制信号和载波的成绩成正比,称为同相分量;而第二项乘积中则包含调制信号与载波信号分别相移-π/2的结果,称为正交分量。
基于Matlab的模拟调制与解调实验报告
基于Matlab的模拟调制与解调(开放实验)一、实验目的(一)了解AM、DSB和SSB 三种模拟调制与解调的基本原理(二)掌握使用Matlab进行AM调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行AM调制2、学会运用MATLAB对AM调制信号进行相干解调3、学会运用MATLAB对AM调制信号进行非相干解调(包络检波)(三)掌握使用Matlab进行DSB调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行DSB调制2、学会运用MATLAB对DSB调制信号进行相干解调(四)掌握使用Matlab进行SSB调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行上边带和下边带调制2、学会运用MATLAB对SSB调制信号进行相干解调二、实验环境MatlabR2020a三、实验原理(一)滤波法幅度调制(线性调制)(二)常规调幅(AM)1、AM表达式2、AM波形和频谱3、调幅系数m(三)抑制载波双边带调制(DSB-SC)1、DSB表达式2、DSB波形和频谱(四)单边带调制(SSB)(五)相关解调与包络检波四、实验过程(一)熟悉相关内容原理 (二)完成作业已知基带信号()()()sin 10sin 30m t t t ππ=+,载波为()()cos 2000c t t π= 1、对该基带信号进行AM 调制解调(1)写出AM 信号表达式,编写Matlab 代码实现对基带进行进行AM 调制,并分别作出3种调幅系数(1,1,1m m m >=<)下的AM 信号的时域波形和幅度频谱图。
代码 基带信号fs = 10000; % 采样频率 Ts = 1/fs; % 采样时间间隔t = 0:Ts:1-Ts; % 时间向量m = sin(10*pi*t) + sin(30*pi*t); % 基带信号载波信号fc = 1000; % 载波频率c = cos(2*pi*fc*t); % 载波信号AM调制Ka = [1, 0.5, 2]; % 调制系数m_AM = zeros(length(Ka), length(t)); % 存储AM调制信号相干解调信号r = zeros(length(Ka), length(t));绘制AM调制信号的时域波形和幅度频谱图figure;for i = 1:length(Ka)m_AM(i, :) = (1 + Ka(i)*m).*c; % AM调制信号subplot(3, 2, i);plot(t, m_AM(i, :));title(['AM调制信号(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('时间');ylabel('幅度');ylim([-2, 2]);subplot(3, 2, i+3);f = (-fs/2):fs/length(m_AM(i, :)):(fs/2)-fs/length(m_AM(i, :));M_AM = fftshift(abs(fft(m_AM(i, :))));plot(f, M_AM);title(['AM调制信号的幅度频谱图(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('频率');ylabel('幅度');r(i, :) = m_AM(i, :) .* c; % 相干解调信号end绘制相干解调信号的时域波形和幅度频谱图figure;for i = 1:length(Ka)subplot(length(Ka), 1, i);plot(t, r(i, :));title(['相干解调信号(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('时间');ylabel('幅度');end图像(2)编写Matlab代码实现对AM调制信号的相干解调,并作出图形。
基于MATLAB的SSB调制实现
基于MATLAB的SSB调制实现学生姓名:谢兵指导老师:吴志敏摘要本课程设计基于MATLAB中的M文件对SSB(单边带信号)进行调制。
首先产生一个模拟信号;然后再对它进行SSB调制,并绘制出调制前后的波形图;再对调制前和调制后的波形图进行傅立叶边变换处理,得到其频谱图分析调制前后频谱的变化。
加入高斯白噪声,研究噪声对已调信号的影响。
在了解SSB调制的基本原理和熟练运用MATLAB语言的基础上具体实现模拟信号的SSB调制并完成设计目标。
关键词 M文件;SSB;调制1引言调制在通信系统中具有重要的作用,通过调制不仅可以进行频谱搬移,把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上,从而将调制信号转换成适合于信道传输或便于便于信号多路复用的已调信号,而且它对系统的传输有效性和传输可靠性有着很大的影响。
幅度调制是正弦型载波的幅度随调制信号作线性变化的过程.本课题主要是对幅度调制中的单边带信号调制(SSB)。
进行仿真,以更深入掌握其原理和实现过程。
1.1课程设计目的(1)熟悉使用MATLAB语言来解决一些简单的课程问题。
(2)更好的理解柰奎斯特采样定理。
(3)加深对SSB调制原理的理解。
通过比较调制前后的频谱图,掌握SSB 调制的原理和特性。
(4)锻炼自己独立思考问题的能力,提高动手能力,增强社会适应度。
1.2课程设计要求利用MATLAB文件中M文件首先生成SSB信号,编写SSB调制程序在绘制出调制前后的时域和频域波形,比较频谱的有何变化。
再改变采样频率比较以调信号的时频波形分析采样频率对波形的影响。
最后加入噪声,绘制加入噪声后SSB信号的时频图,比较加入前后的变化,分析噪声对信号的影响。
1.3课程设计步骤(1)生成SSB信号,编写SSB调制程序。
(2)绘制出调制前后的时域和频域波形,比较频谱的变化。
(3)改变采样频率比较已调信号的时频波形。
(4)加入噪声,绘制加入噪声后SSB信号的时频图,比较加入前后的变化。
分析噪声对信号的影响。
单边带(SSB)调制解调的MATLAB仿真
预先设计的滤波器:LPF:HSSB:1、调制程序function myfun()%采用滤波法产生SSB信号Fs=44100;%采样频率44100HZk1=input('k1=');%调制信号的参数k1fc=20000;%载波频率设定为20000HZ;Fc=2000;%调制信号的频率t=0:1/Fs:1;%采样时间m=k1*sin(2*pi*Fc*t);%产生调制信号subplot(2,1,1);plot(m);xlabel('时间t');ylabel('调制信号m(t)');%做出调制信号的图SDSB=m.*cos(2*pi*fc*t);%产生双边带调制信号SSB=conv(HSSB,SDSB);%让双边带信号通过预先设计好的HSSB带通滤波器);subplot(2,1,2);plot(SSB);xlabel('f');ylabel('已调信号SSB(t)');sound(SSB,44100);%通过声卡发送已调信号end2、在没有音频线传输信号时,模拟信道噪声程序SNR=40;%设定模拟信道信噪比SSB1=awgn(SSB,SNR);%加入模拟信道高斯白噪声3、解调程序function myfun()%采用相干解调解调SSB信号Fs=44100;%采样频率44100HZfc=20000;%载波频率设定为20000HZ;t=0:1/Fs:1;%采样时间SSB1=wavrecord(44101,44100);%通过声卡接收信号subplot(3,1,1);plot(SSB1);xlabel('t');ylabel('通过声卡的接收信号');%作图S=conv(SSB1,HSSB);%让接收到的信号通过带通滤波器subplot(3,1,2);plot(S);xlabel('t');ylabel('通过带通滤波器后的接收信号');%作图ii=1;S1=ones(1,44101);while ii<=44101S1(ii)=S(ii);ii=ii+1;end%通过循环截取前面的44101个数据点S2=conv(LPF,S1.*cos(2*pi*fc*t));%解调的核心程序subplot(3,1,3);plot(S2);xlabel('t');ylabel('解调后的信号');%作图end。
基于Matlab的AM、DSB、SSB信号的调制
基于Matlab的AM、DSB、SSB信号的调制摘要:调幅,英文是Amplitude Modulation(AM)。
调幅也就是通常说的中波,范围在503---1060KHz。
调幅是用声音的高低变为幅度的变化的电信号。
距离较远,受天气因素影响较大,适合省际电台的广播。
DSB(Double Side Band),在通信领域代表调制的一种方式,叫双边带调制。
抑制载波双边带调幅方式,简称为双边带调幅,即为DSB。
这种调幅方式是在标准AM调幅波中去除其中的载波分量得到的,优点在于这种调幅波的发射功率在不影响信号传输的同时要比AM波小,节省了发射功率,但其解调电路要比AM波解调电路更复杂。
单边带 - single side band的缩写,就是使用电波波形的一半接收,比如用上边带或者下边带 USB LSB,剩下那一半波形因为形状是和那一半对称的,所以可以用接收机补全,上边带和下边带通讯统称单边带SSB。
利用MATLAB编程语言实现对AM、DSB、SSB信号的调制。
关键词:AM DSB SSB MATLABAbstract: Amplitude Modulation, English is Amplitude Modulation (AM).Medium wave amplitude modulation is often said, in the range 503-1060 KHZ.Amplitude modulation is changes with the amplitude of the sound level into electrical signals.Far away, are greatly influenced by the weather factors, suitable for provincial radio broadcast.DSB (Double Side Band), in thefield of communications on behalf of the modulation of a way to call Double sideband modulation.Suppressed carrier double sideband amplitude modulation, double sideband amplitude modulation for short, is the DSB.This way of amplitude modulation is in the standard AM modulated wave carrier component is taken out of it, advantage is that the amplitude modulation wave transmitted power in does not affect the signal transmission at the same time than AM wave is small, save the transmission power, but its demodulationcircuit is more complex than the AM signal demodulating circuit.SSB - single side band, is the use of half wave waveform, such as using sideband or lower sideband USB LSB, the remaining half waveform for half and the symmetrical shape, so you can use a receiver completion, USB and LSB communications generally referred to as the SSB ing MATLAB programming language implementation of AM, DSB, SSB signal modulation.Keywords: AM DSB SSB MATLAB1、引言现在的社会越来越发达,科学技术不断的在更新,在信号和模拟通信的中心问题是要把载有消息的信号经系统加工处理后,送入信道进行传送,从而实现消息的相互传递。
ssb信号调制matlab
ssb信号调制matlab在MATLAB中实现SSB(单边带)信号调制,你可以按照以下步骤进行操作:1. 生成调制信号:首先,你需要生成你想要调制的基带信号。
这可以是一个音频信号或任何其他模拟信号。
2. 将信号进行希尔伯特变换:使用MATLAB中的hilbert函数将基带信号进行希尔伯特变换,以获取其解析信号。
3. 将信号进行上变频(或下变频):对解析信号进行频率变换,以使其位于你想要的上(或下)边带。
这可以通过将解析信号与一个复杂的正弦波(或余弦波)相乘来实现。
4. 提取单边带信号:由于SSB信号只包含一个边带,因此你需要从频率变换后的信号中提取所需的单边带信号。
这可以通过将频谱截断来实现,只保留你所需的边带。
下面是一个MATLAB示例代码,演示如何实现SSB信号调制:% 步骤1:生成调制信号(这里以简单的正弦波作为示例)fs = 1000; % 采样率t = 0:1/fs:1; % 时间向量fm = 5; % 调制信号频率modulating_signal = sin(2*pi*fm*t); % 生成调制信号% 步骤2:进行希尔伯特变换analytic_signal = hilbert(modulating_signal);% 步骤3:上变频(假设我们希望上边带处于高频区域)fc = 200; % 上边带频率carrier_signal = exp(1j*2*pi*fc*t); % 复杂正弦波作为载波信号% 步骤4:提取上边带信号upper_sideband_signal = analytic_signal .* carrier_signal;% 绘制调制信号和SSB信号figure;subplot(3,1,1);plot(t, modulating_signal);title('Modulating Signal');xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');subplot(3,1,2);plot(t, real(upper_sideband_signal));title('Upper Sideband Signal');xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');subplot(3,1,3);plot(t, imag(upper_sideband_signal));title('Imaginary part of Upper Sideband Signal');xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');上面的代码演示了上边带的生成,如果你想生成下边带,只需对载波信号的相位进行调整即可。
信号分析处理课程设计-基于MATLAB的模拟信号单边带幅度调制(SSB)与解调分析(精品)
课程设计任务书学生姓名:吕义斌专业班级:电信1102班指导教师:桂林工作单位:武汉理工大学题目:信号分析处理课程设计-基于MATLAB的模拟信号单边带幅度调制(SSB)与解调分析初始条件:1.Matlab6.5以上版本软件;2.先修课程:通信原理等;要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1、利用MATLAB中的simulink工具箱中的模块进行单边带幅度调制(SSB)与解调,观察波形变化;2、画出程序设计框图,编写程序代码,上机运行调试程序,记录实验结果(含计算结果和图表等),并对实验结果进行分析和总结;3、课程设计说明书按学校统一规范来撰写,具体包括:⑴目录;⑵理论分析;⑶程序设计;⑷程序运行结果及图表分析和总结;⑸课程设计的心得体会(至少800字,必须手写。
);⑹参考文献(不少于5篇)。
时间安排:周一、周二查阅资料,了解设计内容;周三、周四程序设计,上机调试程序;周五、整理实验结果,撰写课程设计说明书。
指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录1. 概述 (1)2. 设计方案 (1)2.1 SSB调制原理 (1)2.1.1 滤波法 (1)2.1.2 相移法 (2)2.2 解调原理 (4)2.2.1 相干解调 (4)2.2.2 2级单边带调制解调 (4)3. SSB调制与解调的MATLAB程序实现 (4)3.1 函数的使用 (4)3.2 MA TLAB程序实现 (5)3.3 模拟仿真结果分析 (9)4. SSB系统的Simulink仿真 (10)4.1 Simulink工作环境 (10)4.2 SSB信号调制 (11)4.2.1 调制模型构建与参数设置 (11)4.2.2 仿真结果及分析 (11)4.3 SSB相干解调 (14)4.3.1 相干解调模型构建与参数设置 (14)4.3.2 仿真结果及分析 (15)4.4 加入高斯噪声的SSB调制与解调 (17)4.4.1 模型构建 (17)4.4.2 仿真结果及分析 (18)5. 心得体会 (23)参考文献 (25)1. 概述本课程设计是实现SSB 的调制与相干解调,以及在不同噪声下对信道的影响。
基于matlab的ssb的调制与解调设计依据
基于matlab的ssb的调制与解调设计依据一、概述在通信领域中,调制与解调是一种重要的信号处理技术。
单边带调制(SSB)是一种常见的调制方式,它在频谱利用率和功率效率方面具有优势,因此被广泛应用于通信系统中。
为了实现SSB的调制与解调,需要设计相应的算法和实现方案。
而Matlab作为一种强大的工程软件,也被广泛用于数字信号处理领域。
本文将围绕基于Matlab的SSB调制与解调的设计依据展开阐述。
二、SSB调制的原理1. SSB调制的概念单边带调制(SSB),是将调制信号的频谱移到正频率轴或负频率轴上的其中一侧而不产生另一频谱的一种调制方式。
SSB调制有上下两种形式,分别称为上边带和下边带。
在实际应用中,常采用抑制载波的方式实现SSB调制。
2. SSB调制的数学表示对于一般的调制信号m(t),经过SSB调制后得到的调制信号s(t)可表示为:s(t) = m(t)cos(2πfct) - jH[m(t)]sin(2πfct)其中,H[m(t)]为m(t)的希尔伯特变换。
三、SSB调制的设计依据1. 基带信号及滤波SSB调制的第一步是对基带信号进行处理,通常需要进行低通滤波以限制频谱范围。
Matlab提供了丰富的信号处理工具箱,可以方便地实现基带信号的生成和滤波处理。
2. 载波抑制和频谱转移在SSB调制中,需要实现对载波的抑制,从而得到单边带信号。
频谱转移可以通过Matlab中的频谱分析和变换函数来实现。
3. SSB调制系统的搭建基于Matlab,可以通过编写代码来搭建SSB调制系统,包括信号处理、频谱分析、滤波和调制等步骤。
四、SSB解调的原理1. SSB解调的概念SSB解调过程是对接收到的单边带信号进行处理,从而得到原始的基带信号。
解调过程中需要进行频谱转移和滤波,以还原原始信号。
2. SSB解调的数学表示对于接收到的SSB信号s(t),经过解调后得到的解调信号m(t)可表示为:m(t) = s(t)cos(2πfct) - jH[s(t)]sin(2πfct)其中,H[s(t)]为s(t)的希尔伯特变换。
SSB调制及解调-matlab仿真
n0 0.1 ,重新解
二、 实验原理
1.单边带调制只传送一个边带的调制方式,SSB信号的带宽是与调制信号 m(t)相同, 对信号采取先调制搬频, 再过低通 (高通) 滤波器取上 (下) 边带的方法进行调制。 2. 单边带信号解调方法:相干解调法
三、 实验结果与分析 1. SSB 调制信号的时域波形
0
50
100
150 t
200
250
300
350
由图可知,经相干解调后的单边带信号时域波形不变,但幅度变为 原信号的一半。
相 干 解 调 后 的 SSB信 号 频 域 波 形 120
100
80
60
40
2000源自50100150 w
200
250
300
350
3. SSB 已调信号的功率谱
SSB已 调 信 号 的 功 率 谱 250
SSB 调制及解调
一、 实验内容
用 matlab 产生一个频率为 1Hz,功率为 1 的余弦信源,设载波频率 c 10Hz ,试画出: 1、SSB 调制信号的时域波形; 2、采用相干解调后的 SSB 信号波形; 3、SSB 已调信号的功率谱; 4、在接收端带通后加上窄带高斯噪声,单边功率谱密度 调。
SSB调 制 信 号 的 时 域 波 形 1.5
1
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5 t
0.6
0.7
0.8
0.9
1
2. 采用相干解调后的 SSB 信号波形
相 干 解 调 后 的 SSB信 号 时 域 波 形 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8
基于matlab的SSB信号调制与解调仿真实现
数字通信原理课程设计报告书课题名称基于matlab 的SSB 信号调制与解调仿真实现姓 名 学 号 院、系、部 物理与电信工程系专 业 通信工程指导教师2010年01月15日※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※2007级学生数字通信原理课程设计基于matlab的SSB信号调制与解调仿真实现设计0712401-03 曾凯(湖南城市学院物理与电信工程系电子信息工程专业,益阳,413000)一、设计目的加深对《数字通信原理与技术》及《MATLAB》课程的认识,进一步熟悉M 语言编程中各个指令语句的运用;进一步了解和掌握数字通信原理课程设计中各种原理程序的设计技巧;掌握宏汇编语言的设计方法;掌握MATLAB软件的使用方法,加深对试验设备的了解以及对硬件设备的正确使用。
加强对于电路图的描绘技能,巩固独立设计实验的实验技能。
提高实践动手能力。
二、设计要求采用matlab或者其它软件工具实现对信号进行抑制载波双边带调幅(DSB-SC)和解调,并且绘制相关的图形;通过编程设置对参数进行调整,可以调节输出信号的显示效果。
所有设计要求,均必须在实验室调试,保证功能能够实现。
三、设计原理3.1调制与解调的MATLAB实现:调制在通信过程中起着极其重要的作用:无线电通信是通过空间辐射方式传输信号的,调制过程可以将信号的频谱搬移到容易一电磁波形式辐射的较高频范围;此外,调制过程可以将不同的信号通过频谱搬移托付至不同频率的载波上,实现多路复用,不至于互相干扰。
振幅调制是一种实用很广的连续波调制方式。
调幅信号X(t)主要有调制信号和载波信号组成。
调幅器原理如图1所示:图3.1 调幅器原理框图其中载波信号C(t)用于搭载有用信号,其频率较高。
幅度调制信号g(t)含有有用信息,频率较低。
运用MATLAB 信号g(t)处理工具箱的有关函数可以对信号进行调制。
对于信号x(t),通信系统就可以有效而可靠的传输了。
在接收端,分析已调信号的频谱,进而对它进行解调,以恢复原调制信号。
信号分析处理课程设计-基于MATLAB的模拟信号单边带幅度调制(SSB)与解调分析(精品)
课程设计任务书学生姓名:吕义斌专业班级:电信1102班指导教师:桂林工作单位:武汉理工大学题目:信号分析处理课程设计-基于MATLAB的模拟信号单边带幅度调制(SSB)与解调分析初始条件:1.Matlab6.5以上版本软件;2.先修课程:通信原理等;要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1、利用MATLAB中的simulink工具箱中的模块进行单边带幅度调制(SSB)与解调,观察波形变化;2、画出程序设计框图,编写程序代码,上机运行调试程序,记录实验结果(含计算结果和图表等),并对实验结果进行分析和总结;3、课程设计说明书按学校统一规范来撰写,具体包括:⑴目录;⑵理论分析;⑶程序设计;⑷程序运行结果及图表分析和总结;⑸课程设计的心得体会(至少800字,必须手写。
);⑹参考文献(不少于5篇)。
时间安排:周一、周二查阅资料,了解设计内容;周三、周四程序设计,上机调试程序;周五、整理实验结果,撰写课程设计说明书。
指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录1. 概述 (1)2. 设计方案 (1)2.1 SSB调制原理 (1)2.1.1 滤波法 (1)2.1.2 相移法 (2)2.2 解调原理 (4)2.2.1 相干解调 (4)2.2.2 2级单边带调制解调 (4)3. SSB调制与解调的MATLAB程序实现 (4)3.1 函数的使用 (4)3.2 MA TLAB程序实现 (5)3.3 模拟仿真结果分析 (9)4. SSB系统的Simulink仿真 (10)4.1 Simulink工作环境 (10)4.2 SSB信号调制 (11)4.2.1 调制模型构建与参数设置 (11)4.2.2 仿真结果及分析 (11)4.3 SSB相干解调 (14)4.3.1 相干解调模型构建与参数设置 (14)4.3.2 仿真结果及分析 (15)4.4 加入高斯噪声的SSB调制与解调 (17)4.4.1 模型构建 (17)4.4.2 仿真结果及分析 (18)5. 心得体会 (23)参考文献 (25)1. 概述本课程设计是实现SSB 的调制与相干解调,以及在不同噪声下对信道的影响。
SSB信号的调制与解调
SSB信号的调制与解调一.题目要求:用matlab 产生一个频率为1Hz,功率为1 的余弦信源,设载波频率,,试画出:SSB 调制信号的时域波形;采用相干解调后的SSB 信号波形;SSB 已调信号的功率谱;在接收端带通后加上窄带高斯噪声,单边功率谱密度0 n = 0。
1,重新解调。
二.实验原理:1.单边带调制只传送一个边带的调制方式,SSB信号的带宽是与消息信号m(t)相同。
对信号采取先调制搬频,再过低通(高通)滤波器取上(下)边带的方法进行调制。
2. 单边带信号解调方法:相干解调法相干解调后让信号过低通滤波器,取得有用信号()t m 21,其幅度为调制信号一半. 三. 实验结果与分析1. 信号发送端调制信号与载波时域图形:由题意生成一个频率为1Hz ,功率为1 的余弦信源,设载波频率,如图:t t如图,调制信号为低频信号,载波为高频信号。
()()[]()()()t t m t t m t m tt t m t t m 0002sin ˆ212cos 2121cos sin ˆcos ωωωωω++=+2. 假设信道理想,对信号进行调制与解调:-2-1012调制信号时域波形-1-0.500.51相干解调后的信号时域波形t如图可知,经相干解调后的单边带信号时域形状不变,仅仅是幅度变为原信号的一半。
3. 调制信号、SSB 信号与解调后信号频谱比较:-20-15-10-50510152002调制信号功率谱f-20-15-10-50510152002SSB 信号功率谱f-20-15-10-50510152001调制信号功率谱f由信号频谱图可知:(1) S SB 调制是对调制信号进行搬频之后去边带,其频带宽度与原调制信号相同,频带利用率提高. (2) 对SSB 信号进行相干解调还原出原始信号的频谱与原调制信号相同,但其幅度减半.从数学公式结合物理角度看,SSB 信号进行相干解调后仅有()t m 21为有用信号,其余频率成分被低通滤波器滤掉了。
MATLAB中用M文件实现SSB解调
MATLAB中用M文件实现SSB解一、课程设计目的本次课程设计是对通信原理课程理论教学和实验教学的综合和总结。
通过这次课程设计,使同学认识和理解通信系统,掌握信号是怎样经过发端处理、被送入信道、然后在接收端还原。
要求学生掌握通信原理的基本知识,运用所学的通信仿真的方法实现某种传输系统。
能够根据设计任务的具体要求,掌握软件设计、调试的具体方法、步骤和技巧。
对一个实际课题的软件设计有基本了解,拓展知识面,激发在此领域中继续学习和研究的兴趣,为学习后续课程做准备。
二、课程设计内容(1)熟悉MATLAB中M文件的使用方法,掌握SSB信号的解调原理,以此为基础用M文件编程实现SSB信号的解调。
(2)绘制出SSB信号解调前后在时域和频域中的波形,观察两者在解调前后的变化,通过对分析结果来加强对SSB信号解调原理的理解。
(3)对信号分别叠加大小不同的噪声后再进行解调,绘制出解调前后信号的时域和频域波形,比较未叠加噪声时和分别叠加大小噪声时解调信号的波形有何区别,借由所得结果来分析噪声对信号解调造成的影响。
(4)在老师的指导下,独立完成课程设计的全部内容,并按要求编写课程设计论文,文中能正确阐述和分析设计和实验结果。
三、设计原理1、 SSB解调原理在单边带信号的解调中,只需要对上、下边带的其中一个边带信号进行解调,就能够恢复原始信号。
这是因为双边带调制中上、下两个边带是完全对称的,它们所携带的信息相同,完全可以用一个边带来传输全部消息。
单边带解调通常采用相干解调的方式,它使用一个同步解调器,即由相乘器和低通滤波器组成。
在解调过程中,输入信号和噪声可以分别单独解调。
相干解调的原理框图如图a所示:)(t S SSB )(1t S )(2t Sc(t)图a 相干解调原理框图此图表示单边带信号首先乘以一个同频同相的载波,再经过低通滤波器即可还原信号。
单边带信号的时域表达式为t t m t t m t S c c SSB ωωsin )(ˆ21cos )(21)( = )(t m 表示基带信号其中取“-”时为上边带,取“+”时为下边带。
ssb调制和解调的matlab程序
一、概述信号调制和解调是通信领域中非常重要的技术,它涉及到信号的传输和恢复以及系统的性能优化。
在调制解调技术中,SSB(Single Side Band)调制是一种常用的调制技术,它可以将基带信号转换成一个侧带信号,从而减小信号的带宽,提高信号传输的效率。
在本文中,我们将介绍如何使用Matlab编写SSB调制和解调的程序。
二、SSB调制的Matlab程序编写1. 信号的生成我们需要生成一个基带信号。
我们可以使用Matlab的信号生成函数来创建一个频率为f的正弦信号,表示为s(t)=A*cos(2*pi*f*t),其中A为信号的幅度,f为信号的频率,t为时间变量。
这个正弦信号将作为SSB调制的输入信号。
2. 调制接下来,我们需要对生成的基带信号进行SSB调制。
SSB调制的本质是将基带信号进行频率偏移,使得信号只存在一个侧带。
我们可以使用Matlab的频谱平移函数来实现SSB调制,具体的步骤如下:(1) 对基带信号进行频谱平移,使得信号的频率向上或向下偏移f,即sSB(t) = s(t)*exp(j*2*pi*f*t)。
(2) 使用Matlab的滤波函数对平移后的信号进行滤波,得到SSB调制后的信号sSB(t)。
3. 绘制频谱在得到SSB调制后的信号后,我们可以使用Matlab的频谱分析函数对信号的频谱进行分析,得到信号的频谱图像。
这可以帮助我们验证SSB调制的效果,确保信号只存在一个侧带。
三、SSB解调的Matlab程序编写1. 接收信号在进行SSB解调之前,我们首先需要先接收到SSB调制后的信号。
我们可以使用Matlab的通信接收函数来模拟信号的接收过程,并得到接收的信号sR(t)。
2. 解调接下来,我们需要对接收到的信号进行SSB解调。
SSB解调的本质是将信号的频率还原到原始的基带频率。
具体的步骤如下:(1) 对接收到的信号进行频谱平移的逆操作,得到平移前的信号sD(t) = sR(t)*exp(-j*2*pi*f*t)。
SSB信号调制解调(滤波法)
SSB信号调制解调(滤波法) SSB(滤波法法)调制解调Matlab.m文件源码%SSB信号调制解调clear;clc;f0=1;%信源信号频率(Hz)E0=1;%信源信号振幅(V)E=1;%载波分量振幅(V)fc=10;%载波分量频率(Hz)t0=1;%信号时长nr=15;%解调器输入信噪比dBdt=0.003;%系统时域采样间隔f=1/dt;%系统采样频率df=0.001;%所需的频率分辨率t=0:dt:t0;Lt=length(t);%仿真过程中,信号长度nr_lin=10^(nr/10);%解调器输入信噪比%-------------画出调制信号波形及频谱%产生模拟调制信号m=E某co(2某pi某f0某t);L=min(ab(m));%包络最低点R=ma某(ab(m));%包络最高点%画出调制信号波形和频谱clf;figure(1);%%%画出调制信号波形ubplot(411);plot(t,m(1:length(t)));a某i([0,t0,-R-0.3,R+0.3]);%设置坐标范围某label('t');title('调制信号');et(gca,'YTick',-R:1:R);ubplot(412);[M,m,df1,f]=T2F_new(m,dt,df,f);%求出调制信号频谱[Bw_eq]=ignalband(M,df,t0);%求出信号等效带宽f_tart_low=fc-Bw_eq;%求出产生下边带信号的带通滤波器的起始频率f_cutoff_low=fc;%求出产生下边带信号的带通滤波器的截止频率f_tart_high=fc;%求出产生上边带信号的带通滤波器的起始频率f_cutoff_high=fc+Bw_eq;%求出产生上边带信号的带通滤波器的截止频率plot(f,ffthift(ab(M)));%画出调制信号频谱%M:傅里叶变换后的频谱序列SSB(滤波法法)调制解调Matlab.m文件源码某label('f');title('调制信号频谱');a某i([-fc-5某f0,fc+5某f0,0,ma某(M)+0.3]);et(gca,'某Tick',-10:10:10);et(gca,'某Grid','on');%%%载波及其频谱ubplot(413);c=co(2某pi某fc某t);%载波plot(t,c);a某i([0,t0,-E-0.2,E+0.2]);某label('t');title('载波');ubplot(414);%载波频谱[C,c,df1,f]=T2F_new(c,dt,df,f);plot(f,ffthift(ab(C)));%画出载波频谱某label('f');title('载波频谱');a某i([-fc-5某f0,fc+5某f0,0,ma某(C)+0.3]);et(gca,'某Tick',-10:10:10);et(gca,'某Grid','on');%%%已调信号及其频谱figure(2);ubplot(321);%画已调信号u=m(1:Lt).某c(1:Lt);plot(t,u);a某i([0,t0,-ma某(u)-0.5,ma某(u)+0.5]);某label('t');title('DSB信号');et(gca,'YTick',-ma某(u):1:ma某(u));ubplot(322);[U,u,df1,f]=T2F_new(u,dt,df,f);plot(f,ffthift(ab(U)));%画出已调信号频谱某label('f');title('DSB信号频谱');a某i([-fc-5某f0,fc+5某f0,0,ma某(U)+0.3]); et(gca,'某Tick',-10:10:10);et(gca,'某Grid','on');%%%滤波法产生SSB信号[H_low,f_low]=bp_f(length(u),f_tart_low,f_cutoff_low,df1,f,1 );%求滤波法产生下边带需要的带通滤波器[H_high,f_high]=bp_f(length(u),f_tart_high,f_cutoff_high,df1 ,f,1);SSB(滤波法法)调制解调Matlab.m文件源码%[H,f]=bp_f(length(am),f_tart,f_cutoff,df1,f,1);ubplot(323);plot(f_low,ffthift(ab(H_low)));%画出带通滤波器某label('f');title('下边带带通滤波器');a某i([-f_cutoff_low-1,f_cutoff_low+1,-0.05,1.05]);ubplot(324);plot(f_high,ffthift(ab(H_high)));%画出带通滤波器某label('f');title('上边带带通滤波器');a某i([-f_cutoff_high-1,f_cutoff_high+1,-0.05,1.05]);ubplot(325);plot(f_low,ffthift(ab(H_low)));holdon;%画出带通滤波器plot(f,ffthift(ab(U)));%画出已调信号频谱a某i([-fc-5,fc+5,-0.05,1.05]);某label('f');title('下边带信号');ubplot(326);plot(f_high,ffthift(ab(H_high)));holdon;%画出带通滤波器plot(f,ffthift(ab(U)));%画出已调信号频谱a某i([-fc-5,fc+5,-0.05,1.05]);某label('f');title('上边带信号');%%%----------------经过带通滤波器,产生单边带信号(以上边带信号为例)amuf=H_high.某U;%滤波器输出信号的频谱[amu]=F2T_new(amuf,f);%滤波器输出信号的波形figure(3);ubplot(321);plot(t,amu(1:Lt));a某i([0,t0,-ma某(amu)-0.3,ma某(amu)+0.3]);某label('t');title('上边带信号');%%[amuf,amu,df1,f]=T2F_new(amu(1:Lt),dt,df,f);%上边带信号频谱ubplot(322);plot(f,ffthift(ab(amuf)));%画出经过理想带通滤波器后信号频谱某label('f');title('上边带信号频谱');a某i([-fc-5某f0,fc+5某f0,0,ma某(amuf)+0.1]);et(gca,'某Tick',-10:10:10);et(gca,'某Grid','on');SSB(滤波法法)调制解调Matlab.m文件源码%%%将已调信号送入信道%先根据所给信噪比产生高斯白噪声ignal_power=power_某(amu(1:Lt));%已调信号的平均功率noie_power=(ignal_power某f)/(nr_lin某4某Bw_eq);%求出噪声方差(噪声均值为0)noie_td=qrt(noie_power);%噪声标准差noie=noie_td某randn(1,Lt);%产生噪声%画出信道高斯白噪声波形及频谱,此时,噪声已实现,为确知信号,可求其频谱ubplot(323);plot(t,noie);a某i([0,t0,-ma某(noie),ma某(noie)]);某label('t');title('噪声信号');ubplot(324);[noief,noie,df1,f]=T2F_new(noie,dt,df,f);%噪声频谱plot(f,ffthift(ab(noief)));%画出噪声频谱某label('f');title('噪声频谱');%%%信道中的信号%叠加了噪声的已调信号频谱am=amu(1:Lt)+noie(1:Lt);ubplot(325);plot(t,am);a某i([0,t0,-ma某(am),ma某(am)]);某label('t');title('信道中的信号');ubplot(326);[amf,am,df1,f]=T2F_new(am,dt,df,f);%求出叠加了噪声的已调信号频谱plot(f,ffthift(ab(amf)));%画出叠加了噪声的已调信号频谱某label('f');title('信道中信号的频谱');a某i([-fc-5某f0,fc+5某f0,0,ma某(amf)+0.1]);et(gca,'某Tick',-10:10:10);et(gca,'某Grid','on');%%%----------------经过带通滤波器%经过理想滤波器后的信号及其频谱DEM=H_high.某amuf;%滤波器输出信号的频谱[dem]=F2T_new(DEM,f);%滤波器输出信号的波形figure(4);SSB(滤波法法)调制解调Matlab.m文件源码ubplot(321);%经过理想带通滤波器后的信号波形plot(t,dem(1:Lt));%画出经过理想带通滤波器后的信号波形a某i([0,t0,-ma某(dem)-0.3,ma某(dem)+0.3]);某label('t');title('理想BPF输出信号');%%[demf,dem,df1,f]=T2F_new(dem(1:Lt),dt,df,f);%求经过理想带通滤波器后的信号频谱ubplot(322);plot(f,ffthift(ab(demf)));%画出经过理想带通滤波器后信号频谱某label('f');title('理想BPF输出信号频谱');a某i([-fc-5某f0,fc+5某f0,0,ma某(demf)+0.1]);et(gca,'某Tick',[-10:10:10]);et(gca,'某Grid','on');%%%--------------和本地载波相乘,即混频ubplot(323);plot(t,c(1:Lt));a某i([0,t0,-E-0.2,E+0.2]);某label('t');title('本地载波');ubplot(324);%频谱载波[C,c,df1,f]=T2F_new(c(1:Lt),dt,df,f);plot(f,ffthift(ab(C)));%画出载波频谱某label('f');title('本地载波频谱');a某i([-fc-5某f0,fc+5某f0,0,ma某(C)+0.3]);et(gca,'某Tick',[-10:10:10]);et(gca,'某Grid','on');%再画出混频后信号及其频谱der=dem(1:Lt).某c(1:Lt);%混频%%ubplot(325);%画出混频后的信号plot(t,der);a某i([0,t0,-R,R]);某label('t');title('混频后的信号');ubplot(326);[derf,der,df1,f]=T2F_new(der,dt,df,f);%求出混频后的信号频谱plot(f,ffthift(ab(derf)));%画出混频后的信号频谱某label('f');title('混频后的信号频谱');a某i([-2某fc-5某f0,2某fc+5某f0,0,ma某(derf)+0.3]); SSB(滤波法法)调制解调Matlab.m文件源码et(gca,'某Tick',[-10:10:10]);et(gca,'某Grid','on');%%%-----------------经过低通滤波器%画出理想低通滤波器figure(5);[LPF,f]=lp_f(length(der),Bw_eq,df1,f,1);%求出低通滤波器ubplot(411);plot(f,ffthift(ab(LPF)));%画出理想低通滤波器某label('f');title('理想LPF');a某i([-f0-Bw_eq,f0+Bw_eq,-0.05,1.05]);%%%混频信号经过理想低通滤波器后的频谱及波形DM=LPF.某derf;%理想低通滤波器输出的频谱[dm]=F2T_new(DM,f);%滤波器的输出波形ubplot(412);plot(t,dm(1:Lt));%画出经过低通滤波器后的解调波形a某i([0,t0,-ma某(dm)-0.2,ma某(dm)+0.2]);某label('t');title('恢复信号');et(gca,'YTick',[-1:0.5:1]);et(gca,'YGrid','on');ubplot(413);[dmf,dm,df1,f]=T2F_new(dm(1:Lt),dt,df,f);%求LPF输出信号的频谱plot(f,ffthift(ab(dmf)));%画出LPF输出信号的频谱某label('f');title('恢复信号频谱');a某i([-fc,fc,0,ma某(ab(dmf))+0.1]);et(gca,'某Tick',[-10:10:10]);et(gca,'某Grid','on');%%ubplot(414);plot(t,m(1:Lt));%画出调制信号波形某label('t');title('调制信号');et(gca,'YTick',[-R:1:R]);a某i([0,t0,-R-0.3,R+0.3])某label('t');title('调制信号');SSB(滤波法法)调制解调Matlab.m文件源码子函数%序列的傅里叶变换%各参数含义与子函数T2F中的完全相同,完成序列的傅里叶变换function[M,m,df]=ffteq(m,t,df)f=1/t;ifnargin==2n1=0;elen1=f/df;endn2=length(m);n=2^(ma某(ne某tpow2(n1),ne某tpow2(n2)));M=fft(m,n);m=[m,zero(1,n-n2)];df=f/n;end%计算信号功率functionp=power_某(某)%某:输入信号%p:返回信号的某功率p=(norm(某).^2)./length(某);end%将信号从频域转换到时域function[m]=F2T(M,f)%----------------输入参数%M:信号的频谱%f:系统采样频率%----------------输出(返回)函数%m:傅里叶逆变换后的信号,注意其长度为2的整数次幂,利用其画波形时,要注意选取m的一部分,选取长度和所给时间序列t的长度要一致,plot(t,m(1:length(t))),否则会出错m=real(ifft(M))某f;end%将信号从时域转换到频域function[M,m,df1,f]=T2F(m,t,df,f)SSB(滤波法法)调制解调Matlab.m文件源码%----------------输入参数%m:信号%t:系统时域采样间隔、%df:所需的采样频率%f:系统采样频率%----------------输出(返回)函数%M:傅里叶变换后的频谱序列%m:输入信号参与傅里叶变换后对应序列,需要注意的是,该序列与输入信号m的区别,其长度是不一样的,输入的m长度不一定是2的整数次幂,而傅里叶变换要求输入信号长度为2的整数次幂,%故傅里叶变换前需要对m信号进行补零操作,其长度有所增加,估输出参数中的m为补零后的输入信号,其长度与输入参数m不一样,但与M,f的长度是一样的,%并且,其与时间序列t所对应的序列m(1:length(t))与输入参数中的m是一致的。
用Matlab模拟SSB调制波形及解调过程
用Matlab产生一个频率为1Hz、功率为1的余弦信源m(t),设载波频率为10Hz,试画出(1)SSB调制信号;(2)该调制信号的功率谱密度;(3)相干解调后的信号波形。
Matlab代码:SSB.m%显示模拟调制的波形及解调方法SSB%信源close all;clear all;dt=0.001;%采样时间间隔fm=1; %信源最高频率fc=10; %载波中心频率N=4096;T=(N-1)*dt; %信号时长t=0:dt:T;mt=sqrt(2)*cos(2*pi*fm*t);%信源s_ssb=real(hilbert(mt).*exp(j*2*pi*fc*t)); %S SB单边带抑制载波调幅B=2*fm;figure(1);subplot(311);plot(t,s_ssb,'k-');hold on;%画出SSB信号波形plot(t,mt,'g--');%画出m(t)信号波形title('SSB调制信号');xlabel('t');grid on; legend('ssb信号波形','m(t)信号波形');%SSB demodulationrt = s_ssb.*cos(2*pi*fc*t);rt=rt-mean(rt); [f,rf]=T2F(t,rt);[t,rt]=lpf(f,rf,B);subplot(312);plot(t,rt,'b-');hold on;plot(t,mt/2,'r--');title('相干解调后的信号波形与输入信号的比较');xlabel('t');grid on;subplot(313);[f,sf]=T2F(t,s_ssb); %单边带信号频谱psf=(abs(sf).^2)/T; %单边带信号功率谱plot(f,psf);axis([-2*fc 2*fc 0 max(psf)]);title('SSB信号功率谱');xlabel('f');grid on;F2T.mfunction [t,st]=F2T(f,sf) df=f(2)-f(1);Fmx=(f(end)-f(1)+df); dt=1/Fmx;N=length(sf); T=dt*N;%t=-T/2:dt:T/2-dt; t=0:dt:T-dt;sff=fftshift(sf);st=Fmx*ifft(sff);Lpf.mfunction [t, st]=lpf(f,sf,B)df=f(2)-f(1);T=1/df;hf=zeros(1,length(f));bf=[-floor(B/df/2):floor(B/df/2)]+floor(length( f)/2); hf(bf)=1;yf=hf.*sf; [t,st]=F2T(f,yf); st=real(st);T2F.mfunction [f,sf]=T2F(t,st) dt=t(2)-t(1);T=t(end);df=1/T;N=length(st); f=-N/2*df:df:N/2*df-df; sf=fft(st);%sf=T/N*sf;sf=T/N*fftshift(sf);SSB.m、F2T.m、Lpf.m、T2F.m四个文件要在一个文件夹里才能出来正确的运行结果运行结果:00.51 1.52 2.53 3.54 4.5-202SSB 调制信号tssb 信号波形m(t)信号波形0.511.522.533.544.5-101相干解调后的信号波形与输入信号的比较t相干解调后的信号输入信号-20-15-10-505101520012SSB 信号功率谱f。
基于MATLAB的信号调制与解调
课程设计任务书学生姓名: 专业班级:指导教师: 工作单位:题 目: 基于MATLAB 的信号调制与解调 初始条件:1.Matlab 应用软件;2.信号处理的相关知识,线性代数基础知识,希尔伯特变换;3.信号的常规幅度调制,单边带幅度调制以及双边带调制。
要求完成的主要任务:设计任务1:应用MATLAB 求解基本的高等应用数学问题。
设计任务2:已知某消息信号⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤=elset t t t t t m 03/23/23/01)(000,以双边幅度调制(DSB-AM )方式调制载波)2cos()(t f t c c π=,所得到的已调制信号记为)(t u ,设s t 15.00=,Hz f c 250=。
(1)试比较消息信号与已调信号,并绘制它们的频谱。
(2)对(1)中的DSB-AM 调制信号进行相干解调,并绘出信号的时频域曲线。
(3)对(1)中的信号进行单边带幅度调制(SSB-AM ),绘制信号的时频域曲线。
(4)对(1)中的信号进行常规幅度调制(AM ),给定调制指数8.0=a ,绘制信号的时频域曲线。
设计要求:1.设计的程序有较强的可行性,能够很好地反映出MATLAB 强大的运算功能和工程实用性;掌握MATLAB 在数学和工程上的应用技术,学习实际可用的应用程序的编写;2.撰写出具有较强实用性、应用性的MATLAB 论文。
时间安排:第17周:安排任务,分组,资料准备;第17-18周:设计仿真,撰写报告;第19周:完成设计,提交报告,答辩。
指导教师签名: 年 月 日 系主任(或责任教师)签名: 年 月 日目录摘要 (1)Abstract (2)1绪论 (3)1.1MTLAB软件简介. (3)1.2MATLAB语言的特点和开发环境. (3)2 高等应用数学问题的MATLAB求解. (4)2.1 高等数学常见的函数基本计算 (4)2.2 线性代数常见的矩阵基本计算 (6)2.3 高等数学常见的多项式基本计算 (10)3 基于MATLAB的信号调制与解调 (13)3.1 常规双边带调制与解调及相干解调 (13)3.2 抑制载波的双边带调幅与解调 (16)3.3 单边带调制与解调 (17)3.4 基于MATLAB的信号调制与解调 (19)4 小结与体会 (25)5 主要参考文献 (26)摘要MATLAB 的名称源自 Matrix Laboratory ,它是一种科学计算软件,专门以矩阵的形式处理数据,其含义是矩阵实验室(MATRIX LABORATORY),进行数值计算的基本单位是复数数组(或称阵列),由于它不需定义数组的维数,并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数,使之在求解诸如信号处理、建模、系统识别、控制、优化等领域的问题时,显得大为简捷、高效、方便。
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长沙理工大学
《通信原理》课程设计报告
卢宇阳
学院城南学院专业通信工程
班级通信14-01 学号 ************ 学生姓名卢宇阳指导教师吴志敏
课程成绩完成日期 2017年1月12日
课程设计成绩评定
学院城南学院专业通信专业
班级通信1401班学号 201485250124 学生姓名卢宇阳指导教师吴志敏
课程成绩完成日期 2017年1月12日指导教师对学生在课程设计中的评价
指导教师对课程设计的评定意见
基于matlab的SSB调制解调实现学生姓名:卢宇阳指导老师:吴志敏
摘要课程设计的目的是加深对《数字通信原理与技术》及《MATLAB》课程的认识,进一步熟悉M语言的各个指令语句的运用,掌握matlab的用法,利用MATLAB集成环境下的M文件,编写程序来实现SSB的调制解调,要求调制信号为10HZ,载波频率40HZ,并绘制出解调前后的时域和频域波形及叠加噪声时解调前后的时频波形,根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及信道对信号传输的影响。
关键词SSB调制解调;傅里叶变换;叠加噪声;matlab
1 引言
现在的社会越来越发达,科学技术不断的在更新,在信号和模拟通信的中心问题是要把载有信号经系统加工处理后,送入信道进行传送。
消息易受外来干扰的影响,为了克服以上缺点通过调制技术就可以把基带信号变为具有一定带宽适合于信道传输的频带信号。
调制的过程也就是对信号进行频谱搬移的过程,信息的加工、处理和相互传递三现代通信的基础,是通信所要解决的实质问题。
1.1 课程设计目的
课程设计的内容是用matlab对SSB的调制与解调,在课程设计的时间当中,我从中学习到了关于SSB的调制与解调原理,对于通信系统的理解更加深刻了,在用matlab中我从中收获了对于matlab的熟悉使用,即使中途有不会的地方,通过查阅相关资料,也了解了对于SSB该怎么调制解调,我相信通过这次课程设计,以后对于通信的学习更加的有奔头,更加的能加以运用。
1.2 课程设计要求
(1)、熟悉matlab中对于调制解调的一些命令,并在掌握SSB调制解调原理的基础上,编写出SSB调制解调的程序。
(2)、绘制出载波的时域频域图,并与SSB信号解调前后时域频域的波形进行比较,根据SSB调制解调的原理进行判断正确与错误。
(3)、在信号正确的情况下叠加噪声,绘制出叠加噪声的时域频域图,与不加噪声进行比较,看有何不同,分析噪声对信号传输的影响。
(4)、在老师的指导下,要求独立完成课程设计的全部内容,并按要求编写课程设计学年论文,能正确阐述和分析设计和实验结果。
1.3 课程设计步骤
通过查看通信资料或查阅网上资源了解SSB的调制解调原理,用matlab来编写SSB调制解调程序,直到运行无误。
在通过问老师,确保设计的完美,补齐有缺失的地方后再结合论文的要求编写课程设计学年论文。
2 SSB调制解调原理
2.1 SSB调制原理
调幅信号是载波信号振幅按调制信号规律变化的一种振幅调制信号,调幅信号频谱由载频和上、下边带组成,被传输的信息包含在两个便带中,而且每一便带包含有完整的被传输的信息。
仅传输一个边带的调幅方式称为抑制载波的单边带调制,简称单边带调制。
单边带信号是将双边带信号中的一个边带滤掉而形成的。
设单频信号为:
Wm=cos2*pi*fm
载波的表达式为:
Wc=cos2*pi*fc
则单边带信号的数学表达式为:
上边带:
Ussb=Wm-Wc
下边带:
Ussb=Wm+Wc
2.2 SSB解调原理
单边带信号的解调方法是想干解调法。
在接受机中,用本地载波与接受的单边带信号相乘,输出的信号经过低通滤波器后,高频分量被滤除,最后得到解调输出的低频基带信号:
3 仿真实现过程
3.1 SSB信号的产生
设计载波频率40HZ:
图1 载波时域与频域图
设计调制信号频率10HZ:
图2 调制信号时域与频域图
s=modulate(sm,fc,Fs,'amssb');运用modulate对调制信号进行调制,得到SSB信号图:
图3 SSB信号时域与频域图
3.2 SSB解调实现
sd=demod(s,fc,Fs,'amssb');运用demod对SSB信号解调得到解调后的图:
图4 解调后的时域与频域图
解调后的波形与调制前信号比较,发现解调后的波形与调制前的波形大抵一致,而幅度减少一半,是因为解调时只留有一个边带,所以幅度为调制前信号的一半。
3.3 叠加噪声的SSB解调
k=s+awgn(s,10);运用awgn函数叠加噪声看噪声对信号的影响
图5 加噪声后得到SSB信号时域与频域图
sdk=demod(k,fc,Fs,'amssb');在运用demod对加噪声后的SSB信号解调:
图6 加噪声后解调得到信号时域与频域波形
加噪声的信号解调后与无噪声的信号比较,发现叠加噪声使得波形有些歪歪扭扭。
叠加小噪声使信噪比为100的波形图:
图7 信噪比为100
叠加大噪声信噪比为1的图:
图8 信噪比为1
通过叠加小噪声和大噪声后的两图比较,发现噪声越大对波形的影响就越大,更大的噪声可能会使波形与原信号有很大的偏差。
4 遇到的问题及解决方法
在第一次运行编好的程序时,发现自己的频谱图的横坐标有错误,经过查阅网上的资料,才知道把采样点数作为横坐标而导致频谱图的错误,于是将横坐标改为频率后得到解决,然后发现出来的频谱图是对称的,经过问老师,将另一半频谱去掉,在最后的解调中又发现解调后的图与原信号的图不一样,通过查看matlab书籍中所描述的,用公式解调后发现解调后的图终与原信号一致。
5 结束语
在这次课程设计中,我通过查阅上网的资料和书籍,按照上面的知识和老师讲授的方法,首先分析此次课程设计任务和要求,然后按照分析的结果进行实际编程操作,检测和校正,在进一步完善M程序。
在其中也遇到过问题,我都认真的分析,在网上和书本上查阅资料来解决问题。
通过此次课程设计,我加深了对课本知识的理解,对SSB调制解调方法和M语言也有了一定的了解。
参考文献
[1] 黄文梅, 熊桂林, 杨勇.信号分析与处理—MATLAB语言及应用. 长沙: 国防科技大学出版社, 2000.
[2] 唐向宏, 岳恒立, 郑雪峰. MATLAB及在电子信息类课程中的应用.北京: 电子工业出版社, 2006, 8.
[3] 邓华. MATLAB通信仿真及应用实例详解. 人民邮电出版社, 2003.
[4]曹志刚,钱亚生.现代通信原理[M].清华大学出版社,2016,10
[5]张志涌.精通matlab6.5版[M].北京航天航空大学出版社,2005,8
附录1:SSB调制程序清单
%程序名称:tiaozhi.M
%程序功能:调用函数modulate实现调制信号调制
%程序作者:卢宇阳
%最后修改时间:2017年1月12日
%程序代码:
fm=10;fc=40;am=sqrt(2);Fs=300; %采样频率Fs,载波平频fc,信号频率fm
wc=2*pi*fc;wm=fm*2*pi;
N=300;
n=0:N-1;t=n/Fs; %时间序列
f=n*Fs/N;sm=am*cos(wm*t);
s=modulate(sm,fc,Fs,'amssb'); %对调制信号进行调制
S=fft(s,300);
SG=abs(S);
figure
subplot(2,1,1);
plot(t,s); %SSB信号时域波形
title('SSB信号时域波形 ');
xlabel('t');
subplot(2,1,2);
plot(f(1:N/2),SG(1:N/2)); %SSB信号频域波形
xlabel('Frequency(HZ)');
title('SSB信号频域波形 ');
grid on;
附录2:SSB解调程序清单
%程序名称:jietiao.M
%程序功能:调用函数demod对SSB信号进行解调
%程序作者:卢宇阳
%最后修改时间:2017年1月12日
%程序代码:
fm=10;fc=40;am=sqrt(2);Fs=300; %采样频率Fs,载波平频fc,信号频率fm
wc=2*pi*fc;wm=fm*2*pi;
N=300;
n=0:N-1;t=n/Fs; %时间序列
f=n*Fs/N;sm=am*cos(wm*t);
s=modulate(sm,fc,Fs,'amssb');
sd=demod(s,fc,Fs,'amssb'); %对SSB信号进行解调
SD=fft(sd,300);
SDG=abs(SD);
figure
subplot(2,1,1);
plot(t,sd); %解调后的时域波形
title('解调后的时域波形');
xlabel('t');
axis([0 1 -2 2]);
subplot(2,1,2);
plot(f(1:N/2),SDG(1:N/2)); %解调后的频域波形
title('解调后的频域波形');
xlabel('Frequency(HZ)');
axis([0 150 0 300]);
grid on;。